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第1章 绪论1

1.1现代飞行器1

1.1.1航空器1

1.1.2航天器5

1.1.3火箭导弹7

1.1.4常规弹药11

1.2现代推进装置的分类、结构和原理11

1.2.1火箭发动机12

1.2.2吸气式发动机14

1.2.3复合推进装置16

1.3现代推进装置的发展历史17

1.3.1火箭发动机的发展历史17

1.3.2航空发动机的发展历史19

参考文献28

第2章 喷管和进气道30

2.1现代推进装置的喷管类型30

2.1.1喷管按喷出气体是否达到超声速分类30

2.1.2喷管按超声速喷管内型面分类31

2.1.3喷管按在飞行器上的应用分类32

2.1.4喷管按推力偏心特性分类32

2.2变截面流动理论33

2.2.1变截面一维定常等熵流动的控制方程33

2.2.2截面积变化对流动参数的影响34

2.2.3先收敛后扩张的管道——拉瓦尔喷管36

2.3喷管流动特性36

2.3.1喷管流动的极限状态——壅塞37

2.3.2外界反压对拉瓦尔喷管流动的影响——力学条件38

2.3.3拉瓦尔喷管中的流动损失40

2.4推进性能42

2.4.1速度系数与喷管扩张比的关系42

2.4.2膨胀比和喷管出口压强43

2.4.3流速和排气速度44

2.4.4质量流率45

2.4.5正激波在喷管内的位置46

2.5现代推进装置的进气道48

2.5.1进气道的作用与性能48

2.5.2进气道分类49

2.5.3亚声速进气道50

2.5.4超声速进气道51

2.5.5可调进气道53

参考文献54

第3章 发动机的主要性能55

3.1推力55

3.1.1推力的基本公式55

3.1.2推力的节流特性、速度特性和高度特性58

3.1.3真空推力和最佳推力59

3.2推重比、总冲、比冲、单位推力和推力系数60

3.2.1推重比60

3.2.2单位迎面推力61

3.2.3总冲与比冲61

3.2.4单位推力61

3.2.5推力系数61

3.3功重比、耗油率、可靠性和寿命62

3.3.1功率与功重比62

3.3.2效率62

3.3.3耗油率65

3.3.4增压比和涡轮前温度66

3.3.5可靠性和寿命67

3.4喷气发动机燃烧室的流动性能67

3.4.1一维定常加质加热流动控制方程68

3.4.2一维定常加质加热流动参数的变化69

3.4.3平均温度和平均压强71

3.4.4一维定常两相流动的通用控制方程72

参考文献74

第4章 航空发动机75

4.1活塞式航空发动机75

4.1.1活塞式航空发动机的构造与作用75

4.1.2活塞式航空发动机的发展历史与性能77

4.1.3活塞式航空发动机的应用特点78

4.2涡轮喷气发动机79

4.2.1涡轮喷气发动机的构造与作用79

4.2.2涡轮喷气发动机的发展历史与性能84

4.2.3涡轮喷气发动机的应用特点85

4.3涡轮螺旋桨发动机85

4.3.1涡轮螺旋桨发动机的构造与作用86

4.3.2涡轮螺旋桨发动机的发展历史与性能86

4.3.3涡轮螺旋桨发动机的应用特点87

4.4涡轮风扇发动机87

4.4.1涡轮风扇发动机的构造与作用87

4.4.2涡轮风扇发动机的发展历史与性能89

4.4.3涡轮风扇发动机的应用特点90

4.5涡轮桨扇发动机90

4.5.1涡轮桨扇发动机的构造与作用90

4.5.2涡轮桨扇发动机的发展历史与性能91

4.5.3涡轮桨扇发动机的应用特点91

4.6涡轮轴发动机92

4.6.1涡轮轴发动机的构造与作用92

4.6.2涡轮轴发动机的发展历史与性能93

4.6.3涡轮轴发动机的应用特点93

4.7垂直/短距起降发动机94

4.7.1垂直/短距起降发动机的构造与作用94

4.7.2垂直/短距起降发动机的发展历史与性能95

4.7.3垂直/短距起降发动机的应用特点97

参考文献98

第5章 固体火箭发动机99

5.1固体火箭发动机概述99

5.1.1固体火箭发动机的类型与优缺点99

5.1.2固体火箭发动机的构造与作用100

5.1.3固体火箭发动机的工作过程102

5.2固体推进剂及其燃烧103

5.2.1固体推进剂和装药103

5.2.2固体推进剂的燃烧105

5.2.3固体推进剂的燃烧速度111

5.3固体火箭发动机燃烧室内的燃气流动116

5.3.1一维定常绝热加质流动的控制方程116

5.3.2固体火箭发动机燃烧室内流动参数的变化规律117

5.3.3固体火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强120

5.4固体火箭发动机的内弹道性能121

5.4.1固体火箭发动机内弹道曲线的一般特征121

5.4.2固体推进剂装药的燃烧过程123

5.4.3特殊发动机的内弹道特征128

5.4.4固体火箭发动机的内弹道参数130

5.4.5固体火箭发动机两相内弹道和一维内弹道特征131

5.5固体火箭发动机的热力性能132

5.5.1固体火箭发动机热力性能的预估公式132

5.5.2固体火箭发动机的热力性能132

5.6固体火箭发动机的反常燃烧136

5.6.1反常燃烧的基本知识136

5.6.2固体火箭发动机中的声振阻尼因素138

5.6.3抑制声不稳定燃烧的经验措施139

5.6.4固体火箭发动机的不完全燃烧141

5.6.5固体火箭发动机不稳定燃烧的辨识142

参考文献145

第6章 液体火箭发动机148

6.1液体火箭发动机概述148

6.1.1液体火箭发动机的类型与优缺点148

6.1.2液体推进剂149

6.2液体火箭发动机的结构原理151

6.2.1液体火箭发动机的推进剂输送系统151

6.2.2液体火箭发动机的贮箱153

6.2.3液体火箭发动机的推力室154

6.2.4液体火箭发动机的喷注系统157

6.2.5液体火箭发动机的燃烧过程158

6.3液体火箭发动机的工作性能159

6.3.1液体火箭发动机的推力159

6.3.2液体火箭发动机的喷嘴尺寸159

6.3.3液体火箭发动机的喷射速度和喷嘴夹角161

6.3.4液体火箭发动机的混合比161

6.4液体火箭发动机燃烧室内的燃气流动与内弹道性能163

6.4.1液体火箭发动机燃烧室内的燃气流动参数变化163

6.4.2液体火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强164

6.4.3液体火箭发动机的内弹道特征165

6.5液体火箭发动机的热力性能167

参考文献169

第7章 固液混合火箭发动机171

7.1固液混合火箭发动机的结构原理171

7.1.1推进剂171

7.1.2固液混合火箭发动机的结构原理172

7.2固液混合火箭发动机的工作性能173

7.2.1固液混合火箭发动机中固体燃料的燃烧速度173

7.2.2固液混合火箭发动机的推力设计174

7.2.3固液混合火箭发动机中氧化剂与燃料流量的匹配174

7.2.4混合发动机的燃烧不稳定性175

7.3固液混合火箭发动机的燃烧室流动与内弹道性能177

7.3.1固液混合火箭发动机燃烧室内的燃气流动参数变化177

7.3.2固液混合火箭发动机燃烧室内的平均温度和平均压强178

7.3.3固液混合火箭发动机的内弹道特征178

7.4固液混合火箭发动机的热力性能180

参考文献182

第8章 凝胶/膏体火箭发动机183

8.1凝胶/膏体推进剂183

8.1.1凝胶/膏体推进剂的分类与组成183

8.1.2凝胶/膏体推进剂的优缺点184

8.1.3凝胶/膏体推进剂的发展历史185

8.1.4不同凝胶/膏体推进剂的特点186

8.1.5凝胶/膏体推进剂的燃烧机理188

8.2凝胶/膏体火箭发动机的应用与结构原理189

8.2.1凝胶/膏体火箭发动机的应用领域189

8.2.2凝胶/膏体火箭发动机的结构原理190

8.3凝胶/膏体火箭发动机的热力性能193

参考文献195

第9章 冲压发动机197

9.1冲压发动机概述197

9.1.1冲压发动机的发展历史197

9.1.2冲压发动机的性能特点199

9.2固体火箭冲压发动机199

9.2.1固体火箭冲压发动机的流动性能200

9.2.2固体火箭冲压发动机燃烧室内的平均温度和平均压强201

9.2.3固体火箭冲压发动机的内弹道特征202

9.3固体燃料冲压发动机202

9.3.1固体燃料冲压发动机的流动性能203

9.3.2固体燃料冲压发动机燃烧室内的平均温度和平均压强206

9.3.3固体燃料冲压发动机的内弹道特征206

9.4冲压发动机进气道设计理论206

9.4.1单锥超声速进气道设计理论207

9.4.2双锥超声速进气道设计理论208

9.5冲压发动机的热力性能210

参考文献212

第10章 发动机内弹道理论214

10.1零维内弹道理论基础214

10.1.1零维内弹道方程214

10.1.2燃烧压强的平衡状态215

10.1.3内弹道计算217

10.1.4零维两相内弹道219

10.2喷气发动机的内弹道221

10.2.1固体火箭发动机内弹道221

10.2.2液体火箭发动机内弹道223

10.2.3固液混合火箭发动机内弹道225

10.2.4火箭冲压发动机内弹道227

10.2.5固体燃料冲压发动机内弹道229

10.3一维内弹道理论229

10.3.1纯气相一维内弹道229

10.3.2一维两相内弹道231

参考文献232

第11章 发动机的热力性能预估233

11.1最小自由能热力计算模型233

11.1.1质量守恒方程233

11.1.2吉布斯自由能判据方程233

11.1.3热力计算方程组234

11.2平衡流动的热力参数计算236

11.3热力参数计算的数值方法239

11.4发动机的热力计算过程246

11.4.1反应物系统的假定化学式246

11.4.2反应物系统的化学能247

11.4.3最小自由能热力计算举例248

参考文献252

附录253